Порушення гравітаційної рівноваги і їх побічні наслідки

Порушення гравітаційної рівноваги, що приводить до механічного переміщення мас у геосистемах, може бути викликане як прямою, так і непрямою господарською дією. Найінтенсивніший безпосередній техногенний перерозподіл літосферного матеріалу здійснюється при видобутку корисних копалин і земляних роботах. Щорічна кількість добутої при цьому в світі твердої речовини вимірюється величиною порядку у 10¹¹ т. Первинний географічний ефект цієї діяльності – поява техногенних форм мезорельєфу: териконів (заввишки 300 м, площею в десятки гектарів), відвалів (заввишки до 100-150 м, протяжністю до 1,5-2,0 км), кар’єрів (завглибшки до 1500-800 м, площею до декількох км²). Кожне з цих утворень окремо має локальний характер і частіше можна порівняти з урочищами, проте їх комплекси в гірничопромислових районах на площах в сотні і тисячі км² формують своєрідну техногенну морфологію ландшафтів. Для міських територій більш характерне вирівнювання рельєфу (штучне заповнення ґрунтом невеликих долин, ярів, балок та ін., акумуляція «культурного шару»), але створюються і специфічні насипні форми (дорожні насипи, греблі та ін.), все частіше практикується створення штучних намивних ґрунтів.

Створення техногенних форм рельєфу стимулює вторинні, гравігенні процеси. Терикони і кар’єри дають початок обвалам, осипам, зсувам, відвали і терикони піддаються змиву, розмиву, розвіюванню. Пустоти, що утворюються при підземних виробках, часто викликають мульди просідання і провали завглибшки в десятки метрів. Аналогічні явища спостерігаються при відкачуванні підземних вод. У великих містах площі мульд осідання вимірюються сотнями, а іноді тисячами км². Ущільнення і осідання ґрунтів відбувається під впливом навантаження, створюваного різними спорудами і водосховищами.

Побічний ефект техногенного переміщення гірських порід зачіпає інші функції ландшафту і набуває ширшого радіуса дії. Перш за все необхідно зазначити порушення вологообороту і водного балансу. Так, унаслідок дренуючої дії кар’єрів і відкачування вод підземні води виснажуються на відстані, які в багато разів перевищують ширину кар’єру. Створення насипів і гребель посилює застій поверхневих вод і заболочування.

Особлива група процесів пов’язана з побічною дією на геохімічний круговорот. У териконах і відвалах порожньої породи золи, шлаку теплоелектростанцій містяться різні солі, сульфіди й інші, нерідко токсичні речовини, які залучаються до «дальньої» міграції, забруднюючи поверхневі, підземні води і повітря (деякі гази, зокрема SO₂, потрапляють в атмосферу у результаті самозагорання залишків каустобіолітів у відвалах). Інтенсивність цієї міграції посилюється відсутністю стабілізуючого рослинного покриву через токсичність і несприятливість фізичних властивостей субстрату, що становить техногенні форми рельєфу. Речовина, вилучена із земної кори, служить джерелом перерозподілу (розсіяння і концентрації) багатьох хімічних елементів по всій земній поверхні.

Які б не були значні масштаби прямого (цілеспрямованого) техногенного переміщення речовини, вони на цілий порядок поступаються техногенним процесам іншого роду, а саме механічній обробці ґрунту – його спушення, перевертання, перемішування. Цим шляхом щорічно «переробляється» не менше 3·I0¹² т твердої ґрунтової речовини, притому на площі, що становить приблизно десяту частину всієї поверхні суші. Механічна обробка ґрунту, що різко ослаблює зчеплення твердих частинок, в поєднанні із знищенням природного рослинного покриву призводить до порушення нестійкої гравітаційної рівноваги в орному шарі і розвитку вторинних гравігенних процесів – змиву, лінійної ерозії, дефляції.

На Землі схильні до ерозії не менше 6-7 млн км² (з 15 млн км² оброблюваної площі). Ерозія і дефляція щорічно безповоротно виносять з поверхні суші мільярди тонн ґрунтових частинок. У районах, що інтенсивно еродують, втрати можуть перевищувати 30 т/га за рік. Винесення матеріалу супроводжується утворенням ерозійних і еолових форм рельєфу і акумуляцією наносів в пониженнях і водоймищах. Додатковим чинником механічного переміщення ґрунтового матеріалу і утворення вторинних форм рельєфу служить інтенсивний випас худоби, особливо, в умовах аридного клімату і легкого механічного складу ґрунтів. У багатьох ландшафтах для порушення гравітаційної рівноваги досить знищити природний рослинний покрив. Особливо чутливі до цього гірські ландшафти, де винищування лісів активізує ерозію, обвали, осипи, лавини, селеві потоки. У ландшафтах областей з багатолітньою мерзлотою поштовхом для гравігенних процесів можуть служити різноманітні дії, що порушують теплову рівновагу у верхній частині мерзлої товщі – знищення рослинного покриву, будівництво, спуск теплих стічних вод та ін. Танення льодяної мерзлої товщі веде до утворення термокарстових западин, соліфлюкції, обвалів.

Важлива з погляду функціонального аналізу геосистем особливість гравігенних процесів техногенного походження – їх практично безповоротний характер.